Исследователи из США и других стран разработали биоразлагаемую систему на основе шелка для замены микропластика, который добавляют в сельскохозяйственные продукты, краски и косметику, а также используют для капсул витаминов, сообщает пресс-служба Массачусетского технологического института. Новый процесс описан в журнале Small.
Микропластики обычно защищают некоторые конкретные активные ингредиенты от разложения под воздействием воздуха или влаги до тех пор, пока они не потребуются. Крошечные частицы пластика позволяют этим ингредиентам медленно высвобождаться в течение заданного периода времени и минимизируют неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Например, витамины часто поставляются в виде микрокапсул, упакованных в пилюлю, пестициды и гербициды – в аналогичной оболочке. Эти микрокапсулы создаются из пластиков, которые долго сохраняются в окружающей среде – в воздухе, в воде и в почве. Согласно статистике, отмечается в пресс-релизе, преднамеренно добавленный микропластик составляет примерно 10-15% от общего количества микропластика в окружающей среде.
До сих пор не было практичной и экономичной замены, которая бы разлагалась естественным образом. Теперь ученые предлагают в качестве альтернативы протеины шелка. Шелк (и его протеин) биоразлагаем, нетоксичен и безопасен: его можно использовать в медицинских целях и даже употреблять в пищу.
Шелковый материал можно «настроить». Регулируя расположение их полимерных цепей и добавляя поверхностно-активное вещество, можно точно настроить свойства полученных покрытий. Материал может быть гидрофобным (водоотталкивающим), даже если он изготовлен и обработан в водном растворе, или гидрофильным (притягивающим воду) или чем-то средним, и для конкретного применения он может быть изготовлен в соответствии с характеристики материала, который он заменяет.
Исследователи также разработали способ замораживать формирующиеся капли инкапсулированных материалов, чтобы детально изучить процесс образования. Так они смогли наблюдать, как работает инкапсуляция, чтобы лучше ее контролировать. Некоторые из веществ, которые помещают в капсулы, – будь то пестициды, питательные вещества или ферменты – растворимы в воде, а некоторые нет, и они по-разному взаимодействуют с материалом покрытия.
Еще одно преимущество нового материала: шелк широко доступен. В данном случае, отмечают авторы работы, можно использовать низкосортный шелк, непригодный для изготовления тканей. Обработка проста – и поэтому полученный материал можно адаптировать для работы на существующем производственном оборудовании. Это же подтвердили лабораторные исследования.
[Фото: SEM images by Muchun Liu, edited by MIT News]
